Exam text content

FYS-1170 Fysiikka STII (5 op) — 3. uusintatentti 22.6.2015 Antti Vuorimäki

  
      
    

 
 

Sallitut välineet:
e Henkilökohtainen tiivistelmä ("luvallinen lunttilappu"), joka on kirjoitettu käsin A4-kokoisen
paperin molemmin puolin ja joka luovutetaan nimellä varustettuna vastauspaperin mukana.
MAOL-taulukot tai muu yo-kirjoituksiin hyväksytty taulukkokirja.

Laskin, joka ei ole ohjelmoitava, tekstiä tallentava eikä symboliseen laskentaan kykenevä.

Vastaa valintasi mukaan vain viiteen kysymykseen. Katso kaikki ohjeet kääntöpuolelta.

1 Tavarajunan pituus lepokoordinaatistossaan on 11,2 km, ja rautatiesillan pituus omassa lepo-
koordinaatistossaan puolestaan on 8,20 km. Ylittäessään sillan juna mahtuu kokonaisuu-
dessaan juuri ja juuri sillalle sillan suhteen levossa olevan havaitsijan mukaan. a) Kuinka
suuri on junan nopeus sillan koordinaatistossa? b) Kuinka kauan junan etupää on sillalla
junan etupäässä olevan veturinkuljettajan mukaan? c) Edellä mainittu kuljettaja ja viimeisen
vaunun perällä oleva konduktööri ampuvat laserpistooleilla merkit suoraan alapuolellaan
olevaan rataan samanaikaisesti junan koordinaatistossa. Kuinka suuri on laukausten aikaero
sillan koordinaatistossa? d) Kumpi ampui sillan koordinaatistossa ensin ja millä perusteella?

2. Raudan sulamispiste on 1535 *C. a) Minkä aallonpituista sähkömagneettista säteilyä sula-
mispisteessä oleva rauta lähettää voimakkaimmin? (1 piste.) b) Millä teholla pinta-alansa
yksikköä kohti rautasulate säteilee? (2 pistettä.) c) Arvioi, montako prosenttia sulan raudan
säteilystä on aallonpituutta, joka poikkeaa a-kohdassa lasketusta aallonpituudesta korkein-
taan 1,0 % suuntaan tai toiseen. (3 pistettä.)

33 Kurssissa on tarkasteltu neljää valoon liittyvää ilmiötä, joissa joidenkin piirteiden selittämi-
nen ei onnistu pitämällä valoa aaltoliikkeenä. Kerro kussakin neljässä tapauksessa (jotka
nimetään tämän kysymyksen a-, b-, c- ja d-kohdiksi) sanallisesti, lyhyesti, ilman kaavoja ja
tunnuksia, mitkä ovat ne piirteet, joita valon aaltoluonne ei selitä. (Huomaa, että sinua ei
pyydetä antamaan noiden piirteiden selityksiä valon hiukkasluonteen avulla, vaan riittää,
että kohdennat aaltoliikemallin epäonnistumiset. Kussakin tapauksessa pelkästä ilmiön
oikeasta nimestä saa puoli pistettä ja piirteiden oikeasta kuvauksesta pisteen lisää.)

4. Nimeä (suomeksi) alla olevat kidehilan tyypit a, b ja c. Kerro kustakin tyypistä koordinaa-
tioluku (eli lähinaapurien lukumäärä) ja esimerkki alkuaineesta, jolla on kyseinen tyyppi.

(a) (b) (e)

5 Eräässä puolijohteessa energiarako on 0,650 eV ja Fermin energia sijaitsee 0,225 eV johto-
vyön alareunan alapuolella. a) Onko kysymyksessä n-tyyppinen, p-tyyppinen, täsmälleen
kompensoitu vai puhdas puolijohde, ja millä perusteella? b) Laske todennäköisyys, että puo-
lijohteen johtovyön alin tila on miehittynyt lämpötilassa +50 *C. c) Laske todennäköisyys,
että valenssivyön ylin tila on samassa lämpötilassa miehittymätön.

6. Mikä ydin syntyy aktinium-225:stä neljän peräkkäisen a-hajoamisen ja kahden B -hajoami-
sen tuloksena?
 

Yleiset vastausohjeet Fysiikka S III:n tentissä:

Sallitut välineet:

Henkilökohtainen tiivistelmä ("luvallinen lunttilappu"), joka on kirjoitettu käsin yhden A4-
kokoisen paperin molemmin puolin ja joka luovutetaan nimellä varustettuna vastauspaperin
mukana.

MAOL-taulukot tai muu yo-Kkirjoituksiin hyväksytty taulukkokirja.

Laskin, joka ei ole ohjelmoitava, tekstiä tallentava eikä symboliseen laskentaan kykenevä.

Tehtävät:

Kuudesta kysymyksestä ainoastaan viiteen saa vastata. Jos vastaa kuuteen, viisi huonointa ote-
taan arvostelussa huomioon. Vedä vastauspapereissa "henkselit" sellaisten merkintöjen yli, joita
et halua arvosteltaviksi.

Kaikki tehtävät ovat keskenään samanarvoisia (6 p.). Ellei toisin mainita, kussakin tehtävässä
myös kaikki alakohdat ovat keskenään samanarvoisia.

Tehtävät eivät ole vaikeusjärjestyksessä.

Ellei toisin mainita, tehtävien ratkaisemisessa saa johtamatta käyttää kaikkia kaavoja, jotka on
esitetty luennoilla tai löytyvät sallitusta taulukkokirjasta.

Muotoseikkoja:

Kirjoita jokaisen vastausarkin etusivun yläosan lomakkeeseen nimesi ja opiskelijanumerosi sekä
tentin nimi ja päivämäärä. Mikäli olet suorittanut opintojakson harjoitukset aikaisemmin kuin
syksyllä 2014, kirjoita ”Huomautuksia tarkastajalle” -kohtaan ”Harjoitukset vvvv Ik”.

Vastaa kullakin sivulla vain yhteen kysymykseen, vaikka tilaa jäisi runsaastikin käyttämättä.
Käytä suttupaperia, jotta varsinaisesta vastauksestasi tulee siisti, mutta muista kirjoittaa myös
vastauspaperiin laskujesi kaikki olennaiset vaiheet ja perustelut.

Palauta arkit sisäkkäin, ja sijoita ”lunttilappusi” sisimmäksi sen jälkeen, kun olet näyttänyt sen
valvojalle.

Jos et vastaa lainkaan, palauta kuitenkin yksi tyhjä vastausarkki nimelläsi ym. varustettuna.
Kysymyspaperin saat pitää.

Arvostelu:

Tentistä annetaan 0-30 pistettä. Laskuharjoitushyvityksen (0—3) lisäämisen jälkeen saadun
pistemäärän on oltava vähintään 15, jotta kurssista pääsee läpi, edellyttäen, että myös lasku-
harjoitukset on suoritettu hyväksytysti.

Tentin tulos ilmoitetaan osallistujille sähköpostitse ja lyhyet ratkaisuohjeet julkaistaan verkossa.
Oman vastauspaperinsa saa nähdäkseen korjaamisen jälkeen puolen vuoden ajan kuulustelijan
huoneessa.

Opintosuorituksen saaminen edellyttää, että kurssista on annettu palaute Kaiku-järjestelmässä.